由于不同性質和形態的薄膜對系統的測量量程和精度的需求不盡相同,因而多種測量方法各有優缺,難以一概而論。按照薄膜厚度的增加,適用的測量方式分別為橢圓偏振法、分光光度法、共聚焦法和干涉法。對于小于1μm的較薄薄膜,白光干涉輪廓儀的測量精度較低,分光光度法和橢圓偏振法較適合。而對于小于200nm的薄膜,由于透過率曲線缺少峰谷值,橢圓偏振法結果更加可靠。基于白光干涉原理的光學薄膜厚度測量方案目前主要集中于測量透明或者半透明薄膜,通過使用不同的解調技術處理白光干涉的圖樣,得到待測薄膜厚度。本章在詳細研究白光干涉測量技術的常用解調方案、解調原理及其局限性的基礎上,分析得到了常用的基于兩個相鄰干涉峰的白光干涉解調方案不適用于極短光程差測量的結論。在此基礎上,我們提出了基于干涉光譜單峰值波長移動的白光干涉測量解調技術??傊坠飧缮婺ず駜x是一種應用很廣的測量薄膜厚度的儀器。測量膜厚儀傳感器品牌
由于靶丸自身特殊的特點和極端的實驗條件,使得靶丸參數的測試工作變得異常復雜。光學測量方法具有無損、非接觸、測量效率高、操作簡便等優勢,因此成為了測量靶丸參數的常用方式。目前常用于靶丸幾何參數或光學參數測量的方法有白光干涉法、光學顯微干涉法、激光差動共焦法等。然而,靶丸殼層折射率是沖擊波分時調控實驗研究中的重要參數,因此對其進行精密測量具有重要意義。 常用的折射率測量方法有橢圓偏振法、折射率匹配法、白光光譜法、布儒斯特角法等。膜厚測量 膜厚儀在半導體、光學、電子、化學等領域廣泛應用,有助于研究和開發新產品。
干涉測量法是基于光的干涉原理實現對薄膜厚度測量的光學方法,是一種高精度的測量技術。采用光學干涉原理的測量系統一般具有結構簡單,成本低廉,穩定性好,抗干擾能力強,使用范圍廣等優點。對于大多數的干涉測量任務,都是通過薄膜表面和基底表面之間產生的干涉條紋的形狀和分布規律,來研究干涉裝置中待測物理量引入的光程差或者是位相差的變化,從而達到測量目的。光學干涉測量方法的測量精度可達到甚至優于納米量級,而利用外差干涉進行測量,其精度甚至可以達到10-3nm量級。根據所使用光源的不同,干涉測量方法又可以分為激光干涉測量和白光干涉測量兩大類。激光干涉測量的分辨率更高,但是不能實現對靜態信號的測量,只能測量輸出信號的變化量或者是連續信號的變化,即只能實現相對測量。而白光干涉是通過對干涉信號中心條紋的有效識別來實現對物理量的測量,是一種測量方式,在薄膜厚度的測量中得到了廣泛的應用。
可以使用光譜分析方法來確定靶丸折射率和厚度。極值法和包絡法、全光譜擬合法是通過分析膜的反射或透射光譜曲線來計算膜厚度和折射率的方法。極值法測量膜厚度是根據薄膜反射或透射光譜曲線上的波峰的位置來計算的。對于弱色散介質,折射率為恒定值,通過極大值點的位置可求得膜的光學厚度,若已知膜折射率即可求解膜的厚度;對于強色散介質,首先利用極值點求出膜厚度的初始值,然后利用色散模型計算折射率與入射波長的對應關系,通過擬合得到色散模型的系數,即可解出任意入射波長下的折射率。常用的色散模型有cauchy模型、Selimeier模型、Lorenz模型等。白光干涉膜厚儀的工作原理是基于膜層與底材的反射率及其相位差,通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度。
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=kλ,k=1,2,3,4,5...(1)
2e(n22一n12sin2i)1/2+δ’=(2k+1)λ/2,k=0,1,2,3,4,...(2)
當膜的厚度e與波長A不可比擬時,有下列情況出現:(1)膜厚e遠遠大于波長^時,由于由同一波列分解出來的2列波的光程差已超過相干民度.因而不能相遇,故不能發生干涉…,沒有明紋或暗紋出現.(2)膜厚e遠遠小于波長^時,相干條件(1),(2)式中e一0,2相干光束之間的光程差已主要受半波損失d7的影響,而膜厚e和入射角i實際上對光程差已沒有貢獻.若半波損失∥存在,就發生相消干涉,反之,就發生相長干涉…,故觀察到的要么全是明紋,要么全是暗紋. 隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展,其性能和功能會得到提高和擴展。納米級膜厚儀測距
該儀器的工作原理是通過測量反射光的干涉來計算膜層厚度,基于反射率和相位差。測量膜厚儀傳感器品牌
對同一靶丸的相同位置進行白光垂直掃描干涉實驗,如圖4-3所示。通過控制光學輪廓儀的運動機構帶動干涉物鏡在垂直方向上移動,測量光線穿過靶丸后反射到參考鏡與到達基底后直接反射回參考鏡的光線之間的光程差。顯然,越偏離靶丸中心的光線測得的有效壁厚越大,其光程差也越大,但這并不表示靶丸殼層的厚度。只有當垂直穿過靶丸中心的光線測得的光程差才對應于靶丸的上、下殼層的厚度。因此,在進行白光垂直掃描干涉實驗時,需要選擇穿過靶丸中心的光線位置進行測量,這樣才能準確地測量靶丸殼層的厚度。此外,通過控制干涉物鏡在垂直方向上移動,可以測量出不同位置的厚度值,從而得到靶丸殼層厚度的空間分布情況。測量膜厚儀傳感器品牌